WO2017138104A1 - 基板及び基板の製造方法 - Google Patents
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
Definitions
- the present invention relates to a substrate, such as a printed wiring board, which has a metal piece inserted therein and has excellent large current and heat dissipation characteristics, and a method for manufacturing the substrate.
- ⁇ Semiconductor elements in electric circuits tend to generate more heat due to higher density and higher current.
- a semiconductor using Si causes malfunction and failure when the ambient temperature is 100 ° C. or higher.
- Examples of such heat-generating components such as semiconductor elements include switching elements such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and IPM (Intelligent Power Module).
- a heat dissipation path is formed so as to release the heat generated from the heat generating components toward the opposite side of the substrate. Specifically, cooling is performed by conducting heat generated from the heat-generating component to a heat sink or the like on the back side of the substrate (the side opposite to the component mounting surface (mounting surface)).
- a metal piece made of a metal having high thermal conductivity (Cu, Al, etc.) is used.
- This metal piece is fixed in a through hole formed in the substrate.
- the metal piece is fixed to the through hole by adhesion by press-fitting or plastic deformation, joining by an adhesive or solder, etc. (see, for example, Patent Document 1).
- heat generated from the heat generating component is radiated to the outside through the metal piece (for example, columnar copper).
- the present invention has been made in consideration of the above-described conventional technology, and has an object to provide a substrate having a heat dissipation characteristic and sufficient electrical conduction and a method for manufacturing the substrate.
- a laminated wiring board in which a plurality of conductive layers made of a conductive material are formed, a through hole formed through the laminated wiring board, and an inner wall of the through hole are provided.
- a substrate comprising: a through-hole plating electrically connected to the conductive layer; and a metal piece disposed inside the through-hole plating over the entire length of the through-hole.
- the side surface is formed with protrusions that are in direct contact with the through-hole plating and spacing portions that are spaced apart from the through-hole plating over the entire circumference, and the spacing portion and The space surrounded by the through-hole plating is formed as a pore penetrating the laminated wiring board, and the peripheral wall of the pore is covered with a metal plating film, and the inside of the plating film is ,
- the protrusion includes a contact portion that is in contact with the through-hole plating, and a stem portion that extends from the contact portion toward the center of the metal piece. Is formed wider than the stem.
- the metal piece and the through-hole plating are connected to each other through the plating film in addition to the projecting portion that is in direct contact.
- the metal piece is electrically connected to the conductive layer.
- this connection is through the plating film, stable electrical conduction can be obtained. That is, it is possible to obtain a substrate that has heat dissipation characteristics and can achieve sufficient electrical conduction.
- conductivity can be ensured through such a plating film, it is not necessary to separately form through-hole plating for electrical conduction on the laminated wiring board. For this reason, the space for forming such a through hole becomes unnecessary, and it can contribute to the high density of the component mounting in the board
- both surfaces of the multilayer wiring board may be covered with a lid plating layer formed by plating the entire surface.
- the integration of the metal piece and the laminated wiring board is strengthened, and the metal piece is surely prevented from coming out of the through hole, and the integrity as the substrate can be secured.
- the contact area with the component can be increased, and heat dissipation and conductivity can be improved.
- the protruding portion by forming the protruding portion with a wide contact portion and a stem portion that is narrower than the contact portion, it is possible to secure a wide contact area between the metal piece and the through-hole plating, and at the time of forming the plating film Excellent plating ability. Furthermore, most of the pores in which the plating film is formed are formed of metal pieces (formed by the adjacent stem portion and the contact portion), and the inside of the plating film is from the through hole penetration direction. It is formed in a substantially circular shape when viewed. Therefore, the hole filling property by the filler is also excellent.
- the protrusion and the separation portion are formed on the metal piece in the metal piece forming step, only the protrusion is through-hole plated when the metal piece is pressed in the subsequent pressing step.
- the state where the metal piece is temporarily held in the through hole can be formed. Therefore, the plating process to the pores and the filling work of the filler can be easily performed in the subsequent process.
- the metal piece comes into contact with the through-hole plating only after the pressing process is performed, the metal piece and the through-hole plating do not come into contact when the metal piece is inserted into the through-hole. For this reason, it can prevent that through-hole plating is damaged.
- a substrate 1 according to the present invention has a multilayer wiring board 3 called a multilayer board (including a double-sided board) in which a plurality of conductive layers 2 are formed as a main structure. ing.
- a multilayer board including a double-sided board
- a so-called four-layer plate in which four conductive layers 2 are formed is shown.
- the conductive layer 2 is formed in each layer as a conductor pattern.
- An insulating layer 4 is disposed between the conductive layers 2.
- the insulating layer 4 is made of an insulating material such as a prepreg. More specifically, the insulating layer 4 is made of, for example, a prepreg in which a sheet-like glass cloth 5 that is a cloth woven with glass fiber yarns is placed in an epoxy resin.
- the through-hole 6 is formed in the laminated wiring board 3.
- the through hole 6 penetrates the laminated wiring board 3.
- the through hole 6 has a substantially cylindrical shape.
- the through hole 6 has a circular shape.
- a through hole plating 7 is formed on the inner wall of the through hole 6. Since the through hole plating 7 is formed in contact with the inner wall of the through hole 6, the conductive layer 2 communicating with the inner wall of the through hole 6 and the through hole plating 7 are electrically connected. For this reason, copper is preferable as the plating material from the viewpoint of conductivity.
- the through-hole plating 7 is formed on both surfaces of the laminated wiring board 3 and the inner wall surface of the through-hole 6.
- a metal piece 10 is arranged in the through hole 6, a metal piece 10 is arranged. A part of the side surface of the metal piece 10 is in contact with the through-hole plating 7, but there are also portions that are not in contact. Since the metal piece 10 serves as a part of heat dissipation and conduction of the substrate 1, a metal having excellent heat dissipation and conduction characteristics is used for the core portion 8.
- the side surface of the metal piece 10 has a protruding portion 8 that is in direct contact with the through-hole plating 7 and a separation portion 9 that is spaced from the through-hole plating 7. Are alternately formed over the entire circumference.
- the side surface of the metal piece 10 is repeatedly formed with uneven shapes over the entire circumference in the circumferential direction.
- a space surrounded by the separation portion 9 and the through-hole plating 7 is formed as pores 11 (described later) that penetrate the laminated wiring board 3.
- the peripheral wall of the pore 11 is covered with a metal plating film 13.
- the plating film 13 is made of, for example, copper deposited by a plating process.
- the inner side of the plating film 13 is filled with a filler 14.
- the metal piece 10 is held in engagement with the through hole 6 when the diameter is expanded outward in the through hole 6 and the protrusion 8 is pressed by the through hole plating 7.
- Lid plating layers 12 are disposed on both surfaces of the laminated wiring board 3.
- the lid plating layer 12 covers both surfaces of the laminated wiring board 3. Since this lid plating layer 12 is formed by a plating process, metal is deposited on the surface of the laminated wiring board 3.
- the core portion 8 is preferably made of any one of copper, silver, and aluminum having high electrical conduction characteristics and heat dissipation characteristics.
- the metal piece 10 and the through-hole plating 7 are connected to the separation portion 9 through the plating film 13 in addition to the protruding portion 8 in direct contact. That is, the protrusion 8 is in direct contact with the through-hole plating 7, but the separation portion 9 is in contact with the through-hole plating 7 through the plating film 13.
- the metal piece 10 is electrically connected to the conductive layer 2. Electrical connection is mainly made through the plating film 13.
- the metal piece 10 and the conductive layer 2 are connected via the plating film 13, stable electrical conduction can be obtained between them. That is, it is possible to obtain the substrate 1 having heat dissipation characteristics and sufficient electrical conduction.
- the integration of the metal piece 10 and the laminated wiring board 3 is strengthened, and the metal piece 10 is removed from the through hole 6. It is possible to reliably prevent it from coming off and to ensure the integrity as the substrate 1.
- the hole filling portion With covering the hole filling portion with lid plating, the contact area with the component can be increased, and heat dissipation and conductivity can be improved. In addition, it is possible to prevent the generation of solder voids due to solder non-wetting in the hole-filling portion during component mounting.
- the protruding portion 8 may be formed by a contact portion 15 in contact with the through-hole plating 7 and a stem portion 16 extending from the contact portion 15 toward the center of the metal piece 10. At this time, the contact portion 15 is formed wider than the stem portion 16 when viewed from the penetration direction of the through hole 6.
- the protrusion 8 with the wide contact portion 15 and the stem portion 16 narrower than the contact portion 15, a wide contact area between the metal piece 10 and the through-hole plating 7 can be secured.
- the plating property when forming the plating film 13 is excellent.
- the pores 11 (described later) in which the plating film 13 is formed are almost formed by the metal piece 10 (formed by the adjacent stem portion 16 and the contact portion 15). Is formed in a substantially circular shape when viewed from the through direction of the through hole 6. Therefore, the hole filling property by the filler 14 is also excellent.
- the substrate 1 described above can be manufactured by a substrate manufacturing method described below.
- This manufacturing method is represented in the flowchart shown in FIG.
- a laminated wiring board forming step is first performed (step S1).
- a laminated wiring board 3 as shown in FIG. 5 is obtained by stacking a plurality of insulating layers 4 and conductive layers 2 and pressing them in the laminating direction.
- the insulating layer 4 is made of, for example, an insulating resin material
- the conductive layer 2 is formed of a conductive material as a pattern.
- a so-called single-sided board a copper-clad laminate in which a copper foil is formed only on one side
- the conductive layer 2 is formed only on one side of the insulating layer 4
- Two sheets are sandwiched between so-called double-sided plates (copper-clad laminates with copper foils formed on both sides) in which the conductive layer 2 is formed on both sides of the insulating layer 4 and laminated.
- a through-hole plating forming process is performed (step S2).
- a through hole 6 as shown in FIG. 6 penetrating the laminated wiring board 3 is formed.
- the through hole 6 is formed by drilling the laminated wiring board 3 with a drill, punch press, laser, or the like.
- the through hole 6 has a substantially cylindrical shape.
- the through hole 6 has a circular shape.
- the through hole 6 is plated.
- a through-hole plating 7 as shown in FIG. 7 is formed on the inner wall of the through-hole 6. Since the through hole plating 7 is formed in contact with the inner wall of the through hole 6, the conductive layer 2 communicating with the inner wall of the through hole 6 and the through hole plating 7 are electrically connected. For this reason, copper is preferable as the plating material. Since this plating process is performed on the entire surface of the laminated wiring board 3, the through-hole plating 7 deposited by the plating process is formed on both surfaces of the laminated wiring board 3 and the inner wall surface of the through-hole 6.
- a metal piece forming step is performed (step S3). You may perform this metal piece formation process before the laminated wiring board formation process and through-hole plating formation process which were mentioned above.
- the metal piece 10 having the protruding portion 8 and the separating portion 9 is formed. Specifically, the side surface of the substantially cylindrical copper is cut so that a concavo-convex shape is formed over the entire circumference. When the metal piece 10 is viewed from the upper and lower surfaces, the side surface may be a waveform having a repetitive uneven shape, or may be a rectangular shape. In short, by forming a point with a long distance from the center of the metal piece 10 and a short point, the long point becomes the protrusion 8 and the short point becomes the separation part 9.
- step S4 a pressing process is performed (step S4).
- the metal piece 10 is inserted through the through hole 6 as shown in FIG. Therefore, the diameter of the metal piece 10 is smaller than the diameter of the through hole 6 (specifically, the through hole plating 7).
- the metal piece 10 is pressed from the vertical direction (on both sides of the through hole through direction).
- the diameter of the metal piece 10 is expanded outward.
- the protrusion 8 comes into contact with the through-hole plating 7 by expanding the diameter of the metal piece 10. In this state, the metal piece 10 is temporarily held in the through hole 6.
- a space is formed between the through-hole plating 7 and the separation portion 9 and is formed as a pore 11 penetrating the laminated wiring board 3.
- the pressing may be performed by placing a plate for pressing on one surface of the metal piece 10 and pressing the pressing member only from the other side.
- step S5 a plating film forming step is performed (step S5).
- the plating film 13 is formed by plating the pores 11.
- a plating film 13 is formed around the pores 11 as shown in FIG.
- the plating film 13 is formed along the inner wall of the pore 11. Therefore, the space is still left inside the plating film 13.
- step S6 a filling process is performed.
- the filler 14 is filled inside the plating film 13.
- the filler 14 is filled so as to fill the entire inner space of the plating film 13.
- a conductive ink can also be used.
- a lid plating layer forming step is performed (step S7).
- the lid plating layer 12 is formed on both surfaces of the laminated wiring board 3.
- the lid plating layer 12 is formed to form the substrate 1 as shown in FIG.
- the lid plating layer 12 is formed by performing plating on both surfaces of the laminated wiring board 3.
- spacing part 9 are formed with respect to the metal piece 10 in a metal piece formation process, it is a metal piece in a subsequent press process.
- pressing 10 only the protrusions 8 abut against the through-hole plating 7, and a state in which the metal piece 10 is temporarily held in the through-hole 6 can be formed. Therefore, the plating process to the pores 11 and the filling work of the filler 14 are facilitated in the subsequent process.
- the metal piece 10 comes into contact with the through-hole plating 7 only after the pressing process is performed, the metal piece 10 and the through-hole plating 7 do not come into contact when the metal piece 10 is inserted into the through-hole 6. For this reason, the through-hole plating 7 can be prevented from being damaged.
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Abstract
基板は、導電層が形成されている積層配線板と、積層配線板を貫通するスルーホールと、導電層と電気的に接続しているスルーホールめっき(7)と、スルーホールめっき(7)の内側に配されている金属片(10)とを備え、金属片(10)の側面には、スルーホールめっき(7)に直接接している突起部(8)と、スルーホールめっき(7)から間隔を存した位置にある離間部(9)とが形成されていて、離間部(9)とスルーホールめっき(7)で囲まれた空間は、金属製のめっき膜(13)で覆われていて、該めっき膜(13)の内側は、充填材(14)にて埋められている。
Description
本発明は、プリント配線板等の基板であって金属片が嵌め込まれて大電流及び放熱特性に優れた基板及び基板の製造方法に関する。
電気回路における半導体素子は、高密度化や高電流化により発熱量が増加する傾向にある。特にＳｉを用いた半導体は周囲の温度が１００℃以上になると誤動作、故障の原因となる。このような半導体素子等の発熱部品としては例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)やＩＰＭ(Intelligent Power Module)等のスイッチング素子がある。
発熱部品を効果的に冷却するため、発熱部品から発せられる熱を基板の反対側に向けて逃がすように放熱経路を形成している。具体的には、発熱部品から発生する熱を基板の背面側（部品搭載面（実装面）とは反対側）にあるヒートシンク等に伝導することで冷却している。
放熱経路としては、例えば熱伝導率の高い金属（Ｃｕ、Ａｌ等）からなる金属片が用いられる。この金属片は、基板に形成されたスルーホール内に固定されている。スルーホールへの金属片の固定は、圧入や塑性変形による密着、接着剤や半田による接合等で行われる（例えば特許文献１参照）。金属片が発熱部品と接することで、発熱部品から発生する熱はこの金属片（例えば柱状の銅）を介して外部に放熱される。
しかしながら、金属片を放熱だけではなく、電気的な接続にも用いたいという要望がある。従来、スルーホールに固定された状態の金属片は、単にスルーホールと物理的に接しているのみであるので、電気的な導通が不安定である。すなわち、安定して確実に導電性を確保することができない。このため、従来は別途基板に電気的な導通のためのスルーホールを設け、このスルーホールの内壁に銅めっきを施して形成されたスルーホールめっきを用いている。しかしこのようなスルーホールめっきを施すことは、基板にそのためのスペースが必要となってしまい、部品実装の高密度化の観点から好ましくない。
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、放熱特性を有するともに十分な電気的導通を図ることができる基板及び基板の製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明では、導電材料からなる導電層が複数形成されている積層配線板と、該積層配線板を貫通して形成されているスルーホールと、該スルーホールの内壁を覆い、前記導電層と電気的に接続しているスルーホールめっきと、該スルーホールの全長に亘って前記スルーホールめっきの内側に配されている金属片とを備えた基板において、前記金属片の側面は、前記スルーホールめっきに直接接している突起部と、前記スルーホールめっきから間隔を存した位置にある離間部とが交互に周方向全周に亘って形成されていて、前記離間部と前記スルーホールめっきで囲まれた空間は、前記積層配線板を貫通する細孔として形成されていて、前記細孔の周壁は、金属製のめっき膜で覆われていて、該めっき膜の内側は、充填材にて埋められていることを特徴とする基板を提供する。
好ましくは、前記突起部は、前記スルーホールめっきに接する接触部と、該接触部から前記金属片の中心に向けて延びる茎部とからなり、前記スルーホールの貫通方向から視て、前記接触部は前記茎部よりも幅広に形成されている。
また、本発明では、絶縁樹脂材料からなる絶縁層と前記導電材料がパターンとして形成された前記導電層とを重ねて積層方向にプレスすることで前記積層配線板を形成する積層配線板形成工程と、前記積層配線板を貫通する前記スルーホールを形成し、めっき処理を施すことにより前記スルーホールの内壁に前記導電層と電気的に接続する前記スルーホールめっきを形成するスルーホールめっき形成工程と、前記突起部及び前記離間部を有する前記金属片を形成する金属片形成工程と、前記金属片を前記スルーホールに挿通して前記スルーホール内に配した状態で、前記金属片を押圧することにより前記金属片を拡径させ、前記突起部と前記スルーホールめっきとを接触させて仮保持する押圧工程と、前記細孔内をめっき処理して前記めっき膜を形成するめっき膜形成工程と、前記めっき膜の内側に前記充填材を充填する充填工程とを備えたことを特徴とする基板の製造方法を提供する。
本発明によれば、金属片とスルーホールめっきとは、直接接している突起部の他、離間部がめっき膜を介して接続されている。これにより、金属片は導電層と電気的に接続される。しかもこの接続がめっき膜を介しているので、安定した電気的導通を得ることができる。すなわち、放熱特性を有するとともに十分な電気的導通を図ることができる基板を得ることができる。またこのようなめっき膜を通じて導電性を確保できるので、積層配線板に別途電気導通のためのスルーホールめっきを形成する必要がなくなる。このためこのようなスルーホール形成のためのスペースが不要となり、近年求められている基板における部品実装の高密度化に寄与することができる。さらに、めっき膜の内側は充填材にて埋められているので、部品実装時にはんだがこのめっき膜内側を流れて基板の反対側の面に漏洩してしまうことを防止できる。また、積層配線板の両面はその全面がめっき処理されて形成された蓋めっき層で覆われていてもよい。これにより、金属片と積層配線板との一体化が強まり、金属片がスルーホールから抜けてしまうことを確実に防止し、基板としての一体性を確保できる。穴埋め部を蓋めっきで覆うことにより部品との接触面積を大きくすることができ、放熱性、導電性を向上させることができる。また、部品実装時に穴埋め部がはんだ不濡れによるはんだボイドの発生を防ぐことができる。
また、突起部を幅広の接触部及び接触部より幅が狭い茎部で形成することで、金属片とスルーホールめっきとの接触面積を広く確保することができるとともに、めっき膜を形成する際のめっき性も優れる。さらに、めっき膜が形成される細孔はほとんどの周囲が金属片で形成されることになり（隣り合う茎部と接触部にて形成される）、めっき膜の内側はスルーホールの貫通方向から視て略円形状に形成される。したがって、充填材による孔埋め性も優れる。
また、本発明によれば、金属片形成工程にて、金属片に対して突起部と離間部を形成するので、その後の押圧工程にて金属片を押圧した際に突起部のみがスルーホールめっきに当接し、金属片がスルーホール内に仮保持された状態を形成することができる。したがって後工程で細孔へのめっき処理や充填材の充填作業がやりやすくなる。また、押圧工程を行うことで初めて金属片はスルーホールめっきに接触するので、スルーホール内に金属片を挿入する際には金属片とスルーホールめっきとは接触しない。このため、スルーホールめっきが傷つくことを防止できる。
図１及び図２に示すように、本発明に係る基板１は、導電層２が複数形成されている多層板（両面板も含む）と称される積層配線板３を主な構造として有している。図１の例では、導電層２が４層形成されているいわゆる４層板が示されている。導電層２は導体パターンとして各層に形成されている。導電層２の間には絶縁層４が配されている。絶縁層４は例えばプリプレグ等の絶縁材料で形成されている。より詳しくは、絶縁層４は、例えばエポキシ樹脂内にガラス繊維の糸で織った布であるシート状のガラスクロス５が配されているプリプレグが用いられる。
積層配線板３にはスルーホール６が形成されている。このスルーホール６は、積層配線板３を貫通している。このスルーホール６の孔形状は略円柱形状である。積層配線板３を上方向（スルーホール６の貫通方向）から視た平面視では、スルーホール６は円形を描いている。スルーホール６の内壁にはスルーホールめっき７が形成されている。このスルーホールめっき７はスルーホール６の内壁に接して形成されるので、スルーホール６の内壁に通じている導電層２とスルーホールめっき７とは電気的に接続される。このため、めっき材料としては導電性の観点から銅が好ましい。スルーホールめっき７は、積層配線板３の両面とスルーホール６の内壁面に形成されている。
スルーホール６内には、金属片１０が配されている。金属片１０の側面の一部はスルーホールめっき７に接しているが、接していない部分もある。この金属片１０は基板１の放熱及び導通の役割を一部として担うため、コア部８にはこれら放熱及び導通特性に優れた金属が用いられる。ここで、図２を参照すれば明らかなように、金属片１０の側面は、スルーホールめっき７に直接接している突起部８と、スルーホールめっき７から間隔を存した位置にある離間部９とが交互に周方向全周に亘って形成されている。すなわち、一例としては金属片１０の側面は周方向全周に亘って凹凸形状が繰り返し形成されている。離間部９とスルーホールめっき７で囲まれた空間は、積層配線板３を貫通する細孔１１（後述）として形成されている。この細孔１１の周壁は、金属製のめっき膜１３で覆われている。めっき膜１３は、例えばめっき処理によって析出した銅で形成されている。そしてこのめっき膜１３の内側は、充填材１４にて埋められている。
金属片１０は、スルーホール６内で外方に径が押し広げられて突起部８がスルーホールめっき７に押圧されることでスルーホール６に対して係合して保持されている。積層配線板３の両面には、蓋めっき層１２が配されている。蓋めっき層１２は積層配線板３の両面を覆っている。この蓋めっき層１２はめっき処理により形成されるので金属が積層配線板３の表面に析出したものである。なお、コア部８としては高い電気的導通特性と放熱特性を有する銅、銀、又はアルミニウムのいずれかの金属製であることが好ましい。
上記構造の基板１を採用することで、金属片１０とスルーホールめっき７とは、直接接している突起部８の他、離間部９がめっき膜１３を介して接続されることになる。すなわち、突起部８はスルーホールめっき７と直接接しているが、離間部９はめっき膜１３を介してスルーホールめっき７と接する。これにより、金属片１０は導電層２と電気的に接続されることになる。電気的な接続は、主にめっき膜１３を介して行われる。このように、めっき膜１３を介して金属片１０と導電層２とが接続されているので、両者の間に安定した電気的導通を得ることができる。すなわち、放熱特性を有するともに十分な電気的導通を図ることができる基板１を得ることができる。またこのようなめっき膜１３を通じて導電性を確保できるので、積層配線板３に別途電気的導通のためのスルーホール及びスルーホールめっきを形成する必要がなくなる。このためこのようなスルーホール形成のためのスペースが不要となり、近年求められている基板１における部品実装の高密度化に寄与することができる。さらに、めっき膜１３の内側は充填材１４にて埋められているので、部品実装時にはんだがこのめっき膜１３の内側を流れて基板１の反対側の面に漏洩してしまうことを防止できる。また、積層配線板３の両面の全面をめっき処理されて形成された蓋めっき層１２で覆うことで、金属片１０と積層配線板３との一体化が強まり、金属片１０がスルーホール６から抜けてしまうことを確実に防止し、基板１としての一体性を確保できる。穴埋め部を蓋めっきで覆うことにより部品との接触面積を大きくすることができ、放熱性、導電性を向上させることができる。また、部品実装時に穴埋め部がはんだ不濡れによるはんだボイドの発生を防ぐことができる。
図３に示すように、突起部８を、スルーホールめっき７に接する接触部１５と、この接触部１５から金属片１０の中心に向けて延びる茎部１６とで形成してもよい。このとき、スルーホール６の貫通方向から視て、接触部１５は茎部１６よりも幅広に形成されている。このように、突起部８を幅広の接触部１５及び接触部１５より幅が狭い茎部１６で形成することで、金属片１０とスルーホールめっき７との接触面積を広く確保することができるとともに、めっき膜１３を形成する際のめっき性も優れる。さらに、めっき膜１３が形成される細孔１１（後述）はほとんどの周囲が金属片１０で形成されることになり（隣り合う茎部１６と接触部１５にて形成される）、めっき膜１３の内側はスルーホール６の貫通方向から視て略円形状に形成される。したがって、充填材１４による孔埋め性も優れる。
上述した基板１は、以下に説明する基板の製造方法により製造可能である。この製造方法は図４に示すフローチャートに表される。この方法では、まず積層配線板形成工程が行われる（ステップＳ１）。この工程では、絶縁層４と導電層２とをそれぞれ複数重ねて積層方向にプレスすることで図５に示すような積層配線板３が得られる。絶縁層４は例えば絶縁樹脂材料からなり、導電層２は導電材料がパターンとして形成されている。導電層２が４層の積層配線板を形成するには、例えば絶縁層４の片面にのみ導電層２が形成されたいわゆる片面板（片面にのみ銅箔が形成された銅張積層板）の２枚で、絶縁層４の両面に導電層２が形成されたいわゆる両面板（両面に銅箔が形成された銅張積層板）を挟み込み、これを積層する。
次に、スルーホールめっき形成工程を行う（ステップＳ２）。この工程では、まず積層配線板３を貫通する図６に示すようなスルーホール６が形成される。このスルーホール６はドリルやパンチプレス、あるいはレーザ等により積層配線板３に対して孔あけ加工することで形成される。スルーホール６の孔形状は略円柱形状である。積層配線板３を上方向から視た平面視では、スルーホール６は円形を描いている。
スルーホール６が形成された後、このスルーホール６にはめっき処理が施される。このめっき処理により、スルーホール６の内壁には図７に示すようなスルーホールめっき７が形成される。このスルーホールめっき７はスルーホール６の内壁に接して形成されるので、スルーホール６の内壁に通じている導電層２とスルーホールめっき７とは電気的に接続される。このため、めっき材料としては銅が好ましい。なお、このめっき処理は積層配線板３の全表面に対して施されるため、めっき処理によって析出するスルーホールめっき７は、積層配線板３の両面とスルーホール６の内壁面に形成される。
次に、金属片形成工程を行う（ステップＳ３）。この金属片形成工程は、上述した積層配線板形成工程及びスルーホールめっき形成工程よりも前に行ってもよい。この工程では、突起部８及び離間部９を有する金属片１０を形成する。具体的には、略円柱形状の銅の側面を周方向全周に亘って凹凸形状が形成されるように切削していく。金属片１０を上下面から見た際に、その側面が凹凸形状の繰り返しからなる波形であってもよいし、あるいは矩形形状でもよい。要するに、金属片１０の中心からの距離が長い地点と短い地点を形成することで、長い地点が突起部８となり、短い地点が離間部９となる。
次に、押圧工程を行う（ステップＳ４）。この工程では、まず図８に示すようにスルーホール６に対して金属片１０を挿通させる。したがって、金属片１０の径はスルーホール６（具体的にはスルーホールめっき７）の径よりも小さい。そして、金属片１０がスルーホール６内に配された状態で、金属片１０を上下方向（スルーホールの貫通方向両側）から押圧する。これにより、図９に示すように金属片１０は外方に拡径される。また、図１０に示すように、金属片１０が拡径されることで、突起部８はスルーホールめっき７に接触する。この状態で、金属片１０はスルーホール６内に仮保持される。このとき、スルーホールめっき７と離間部９との間は空間になっていて、積層配線板３を貫通する細孔１１として形成されている。なお、押圧は金属片１０の一方の面に押さえるための板を配し、他方の側からのみプレス部材を用いて押圧してもよい。
次に、めっき膜形成工程を行う（ステップＳ５）。この工程では、細孔１１内をめっき処理してめっき膜１３を形成する。この工程により、図１１に示すように、細孔１１の周囲にめっき膜１３が形成される。めっき膜１３は、細孔１１の内壁に沿って形成される。したがって、めっき膜１３の内側にはまだ空間が残っている状態である。
次に、充填工程を行う（ステップＳ６）。この工程では、めっき膜１３の内側に充填材１４を充填する。充填材１４はめっき膜１３の内側空間の全てを埋めるように充填される。この充填材１４としては絶縁性のエポキシ樹脂の他、導電性のインクを用いることもできる。充填工程を終えると、図２のような状態となる。
次に、蓋めっき層形成工程を行う（ステップＳ７）。この工程では、積層配線板３の両面に蓋めっき層１２を形成する。この蓋めっき層１２が形成されて、図１に示すような基板１となる。蓋めっき層１２は積層配線板３の両面にめっき処理を施すことにより形成される。
このように、本発明に係る基板１の製造方法によれば、金属片形成工程にて、金属片１０に対して突起部８と離間部９を形成するので、その後の押圧工程にて金属片１０を押圧した際に突起部８のみがスルーホールめっき７に当接し、金属片１０がスルーホール６内に仮保持された状態を形成することができる。したがって後工程で細孔１１へのめっき処理や充填材１４の充填作業がやりやすくなる。また、押圧工程を行うことで初めて金属片１０はスルーホールめっき７に接触するので、スルーホール６内に金属片１０を挿入する際には金属片１０とスルーホールめっき７とは接触しない。このため、スルーホールめっき７が傷つくことを防止できる。
１：基板、２：導電層、３：積層配線板、４：絶縁層、５：ガラスクロス、６：スルーホール、７：スルーホールめっき、８：突起部、９：離間部、１０：金属片、１１：細孔、１２：蓋めっき層、１３：めっき膜、１４：充填材、１５：接触部、１６：茎部
Claims (3)
- 導電材料からなる導電層が複数形成されている積層配線板と、
該積層配線板を貫通して形成されているスルーホールと、
該スルーホールの内壁を覆い、前記導電層と電気的に接続しているスルーホールめっきと、
該スルーホールの全長に亘って前記スルーホールめっきの内側に配されている金属片とを備えた基板において、
前記金属片の側面は、前記スルーホールめっきに直接接している突起部と、前記スルーホールめっきから間隔を存した位置にある離間部とが交互に周方向全周に亘って形成されていて、
前記離間部と前記スルーホールめっきで囲まれた空間は、前記積層配線板を貫通する細孔として形成されていて、
前記細孔の周壁は、金属製のめっき膜で覆われていて、
該めっき膜の内側は、充填材にて埋められていることを特徴とする基板。 - 前記突起部は、前記スルーホールめっきに接する接触部と、該接触部から前記金属片の中心に向けて延びる茎部とからなり、
前記スルーホールの貫通方向から視て、前記接触部は前記茎部よりも幅広に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板。 - 絶縁樹脂材料からなる絶縁層と前記導電材料がパターンとして形成された前記導電層とを重ねて積層方向にプレスすることで前記積層配線板を形成する積層配線板形成工程と、
前記積層配線板を貫通する前記スルーホールを形成し、めっき処理を施すことにより前記スルーホールの内壁に前記導電層と電気的に接続する前記スルーホールめっきを形成するスルーホールめっき形成工程と、
前記突起部及び前記離間部を有する前記金属片を形成する金属片形成工程と、
前記金属片を前記スルーホールに挿通して前記スルーホール内に配した状態で、前記金属片を押圧することにより前記金属片を拡径させ、前記突起部と前記スルーホールめっきとを接触させて仮保持する押圧工程と、
前記細孔内をめっき処理して前記めっき膜を形成するめっき膜形成工程と、
前記めっき膜の内側に前記充填材を充填する充填工程とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の製造方法。
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